JP3337339B2 - Apparatus for estimating intake air amount of internal combustion engine - Google Patents

Apparatus for estimating intake air amount of internal combustion engine

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JP3337339B2
JP3337339B2 JP03885495A JP3885495A JP3337339B2 JP 3337339 B2 JP3337339 B2 JP 3337339B2 JP 03885495 A JP03885495 A JP 03885495A JP 3885495 A JP3885495 A JP 3885495A JP 3337339 B2 JP3337339 B2 JP 3337339B2
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throttle
internal combustion
combustion engine
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intake air
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関に吸入される
空気量を推定する内燃機関の吸入空気量推定装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for estimating the amount of air taken into an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、内燃機関の吸気系に流体力学モデ
ルを適用し、モデル式によって正しい気筒吸入空気量を
推定する手法が提案されている。本出願人も、先に、特
開平6−74076号において、スロットル弁をオリフ
ィスとみなし、スロットル弁の前後の差圧から絞り式流
量形の原理式を用いてスロットル通過空気量を求め、こ
の値をもとに気筒吸入空気量を算出する手法を提案し
た。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been proposed a method of applying a fluid dynamic model to an intake system of an internal combustion engine and estimating a correct cylinder intake air amount by a model formula. The applicant of the present application also disclosed in JP-A-6-74076 that the throttle valve was regarded as an orifice and the amount of air passing through the throttle was determined from the differential pressure across the throttle valve using the principle formula of a throttle type flow rate. A method to calculate the cylinder intake air volume based on the above was proposed.

【0003】また、このモデルから求められる気筒吸入
空気量と実際の気筒吸入空気量との誤差を如何に少なく
するかが極めて重要となる。この点を改善すべく、本出
願人は、流体力学モデルを前提としながらも複雑な演算
を必要とせずにモデル式の誤差を吸収し、かつ機関運転
の過渡状態や劣化、バラツキ、経年変化などを解消し、
気筒吸入空気量をより正確に推定する手法を提案してい
る(特願平5−208835)。
[0003] It is extremely important how to reduce the error between the cylinder intake air amount obtained from this model and the actual cylinder intake air amount. In order to improve this point, the present applicant has assumed a fluid dynamics model, but does not require complicated calculations, absorbs the errors of the model formulas, and makes the engine operation transient state, deterioration, variation, aging, etc. To eliminate
A method for more accurately estimating the cylinder intake air amount has been proposed (Japanese Patent Application No. 5-208835).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】既に提案したこれらの
気筒吸入空気量推定手法は、全て、スロットル弁の開度
を基準として推定する手法である。一方、スロットルボ
ディにエンジン振動が加わるなどの原因により、定常運
転状態であるにも拘らず、スロットル弁の開度が微小に
変移してしまう場合があった。かかる場合に、このよう
に変化したものとしてスロットル弁の開度が与えられる
と、この変移に応じた気筒吸入空気量の推定処理が実施
されることとなり、定常運転状態であるにも拘らず、現
実の運転状態は安定せず、ドライバリルティを低下させ
る1つの要因にもなっていた。しかも、スロットル弁
(バタフライ弁)の開度θTHと吸入空気量Gc との関係
は、図17に示した関係となっており、特にスロットル
弁の開度が低開度側で微小に変化した場合には、吸入空
気量Gc が大きく変動したものとして推定処理が実施さ
れることになる。従って、特にスロットル弁が低開度側
の場合に、推定処置をより安定して実施することが必要
となる。
All of these proposed cylinder intake air amount estimation methods are methods for estimating the cylinder intake air amount based on the opening degree of a throttle valve. On the other hand, due to factors such as engine vibrations being applied to the throttle body, the opening of the throttle valve may change slightly even in a steady operation state. In such a case, if the opening degree of the throttle valve is given as a change, the process of estimating the cylinder intake air amount according to this change is performed, and despite the steady operation state, The actual driving condition was not stable, and was one of the factors that reduced the driver's rally. Moreover, the relationship between the opening degree θTH of the throttle valve (butterfly valve) and the intake air amount Gc is as shown in FIG. 17, particularly when the opening degree of the throttle valve slightly changes on the low opening side. Then, the estimation process is performed on the assumption that the intake air amount Gc has greatly fluctuated. Therefore, especially when the throttle valve is on the low opening side, it is necessary to more stably perform the estimation procedure.

【0005】そこで、本発明の目的は、吸入空気量の推
定処理の精度を低下させることなく、定常運転状態時に
おいて走行状態をより安定させることができる内燃機関
の吸入空気量推定装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an intake air amount estimating apparatus for an internal combustion engine which can stabilize a running state during a steady operation state without lowering the accuracy of an intake air amount estimating process. It is in.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】そこで、請求項1のかか
る内燃機関の吸入空気量推定装置は、機関回転数Ne、
スロットル開度θTH及びチャンバ内圧力Pb を含む、内
燃機関の運転状態を検出する第1の手段と、少なくと
も、第1の手段で検出された機関回転数Ne とチャンバ
内圧力Pb とを基に、定常運転状態時における燃焼室へ
の吸入空気量Gc’を求める第2の手段と、少なくと
も、第1の手段で検出されたスロットル開度θTHとチャ
ンバ内圧力Pb とを基に、スロットルの第1有効開口面
積Aを求める第3の手段と、スロットルの第1有効開口
面積Aの1次遅れ値を求め、その値をスロットルの第2
有効開口面積ADELAY とする第4の手段と、第2有効開
口面積ADELAY に対する第1有効開口面積Aの比を求
め、この値をスロットルの有効開口面積比 RATIO-Aとす
る第5の手段と、第5の手段で求めたスロットルの有効
開口面積比 RATIO-Aをもとに吸入空気量Gc ’を補正す
ることで、実吸入空気量Gc を、Gc =Gc ’× RATIO
-Aとして求める第6の手段とを備えた内燃機関の吸入空
気量推定装置において、この内燃機関の運転状態が所定
の範囲内にある場合に、この内燃機関の運転状態が定常
状態であるとみなす定常状態判断手段と、定常状態判断
手段によってこの内燃機関の運転状態が定常状態である
と判断された場合、スロットルの有効開口面積比 RATIO
-Aの値を予め定めた値に変換し、この値を第6の手段に
与える変換手段とを備えて構成する。
Therefore, an apparatus for estimating an intake air amount of an internal combustion engine according to the present invention has an engine speed Ne,
First means for detecting the operating state of the internal combustion engine, including the throttle opening θTH and the chamber pressure Pb, and at least the engine speed Ne and the chamber pressure Pb detected by the first means. A second means for obtaining an intake air amount Gc 'into the combustion chamber in a steady operation state; and a first throttle valve based on at least the throttle opening .theta.TH and the chamber pressure Pb detected by the first means. A third means for obtaining an effective opening area A; a first order delay value of the first effective opening area A of the throttle;
Fourth means for defining the effective opening area ADELAY, fifth means for determining the ratio of the first effective opening area A to the second effective opening area ADELAY, and defining this value as the effective opening area ratio RATIO-A of the throttle, By correcting the intake air amount Gc 'based on the effective opening area ratio RATIO-A of the throttle obtained by the fifth means, the actual intake air amount Gc can be calculated as Gc = Gc' × RATIO
In the apparatus for estimating the intake air amount of an internal combustion engine provided with the sixth means for determining as -A, when the operation state of the internal combustion engine is within a predetermined range, it is determined that the operation state of the internal combustion engine is a steady state. When the operating state of the internal combustion engine is determined to be a steady state by the steady state determining means to be considered, and the steady state determining means, the effective opening area ratio of the throttle RATIO
And a converting means for converting the value of -A into a predetermined value and providing this value to the sixth means.

【0007】また、請求項2にかかる内燃機関の吸入空
気量推定装置では、請求項1に記載した定常状態判断手
段を、所定時間内におけるスロットル開度の変化量が、
予め定めた範囲内にある場合に、この内燃機関の運転状
態が定常状態であると判断する手段として構成する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a device for estimating an intake air amount of an internal combustion engine, wherein the steady state determining means according to the first aspect determines whether the amount of change in the throttle opening within a predetermined time is:
When it is within a predetermined range, the internal combustion engine is configured to determine that the operating state is a steady state.

【0008】また、請求項3にかかる内燃機関の吸入空
気量推定装置では、請求項1に記載した定常状態判断手
段を、第5の手段で求めたスロットルの有効開口面積比
RATIO-Aの値が1近傍の所定範囲内にある場合、この内
燃機関の運転状態が定常状態であると判断する手段とし
て構成する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an apparatus for estimating an intake air amount of an internal combustion engine, wherein the steady state determining means according to the first aspect comprises a throttle effective opening area ratio determined by a fifth means.
When the value of RATIO-A is within a predetermined range near 1, the means is configured to determine that the operation state of the internal combustion engine is a steady state.

【0009】また、請求項4にかかる内燃機関の吸入空
気量推定装置では、請求項1に記載した定常状態判断手
段を、所定時間内におけるチャンバ内圧力Pb の変化量
が、予め定めた範囲内にある場合に、この内燃機関の運
転状態が定常状態であると判断する手段として構成す
る。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for estimating an intake air amount of an internal combustion engine, wherein the steady state determining means according to the first aspect is configured such that a change amount of the chamber pressure Pb within a predetermined time is within a predetermined range. , The operation state of the internal combustion engine is determined to be a steady state.

【0010】[0010]

【作用】請求項1における内燃機関の吸入空気量推定装
置では、定常状態判断手段によって、この内燃機関の運
転状態が所定の範囲内にある場合に定常状態であるとみ
なされる。定常状態と判断された場合には、変換手段に
よって、有効開口面積比RATIO-Aの値を予め定めた値に
変換する。この結果、ノイズなどの影響により、有効開
口面積比 RATIO-Aの値が多少変動していたとしても、定
常状態とみなされた期間中、有効開口面積比 RATIO-Aが
一定の値に維持される。
In the intake air amount estimating apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, the steady state determining means determines that the internal combustion engine is in a steady state when the operating state is within a predetermined range. If the steady state is determined, the value of the effective opening area ratio RATIO-A is converted to a predetermined value by the conversion means. As a result, even if the value of the effective aperture area ratio RATIO-A fluctuates slightly due to the influence of noise, etc., the effective aperture area ratio RATIO-A is maintained at a constant value during the period considered as a steady state. You.

【0011】また、スロットル開度の変化量がほぼ一定
であれば、内燃機関の運転状態が定常状態であるとみな
すことができる。従って、請求項2にかかる定常状態判
断手段では、所定時間内におけるスロットル開度の変化
量が予め定めた範囲内にある場合に、内燃機関の運転状
態が定常状態であると判断することとした。
If the amount of change in the throttle opening is substantially constant, it can be considered that the operating state of the internal combustion engine is in a steady state. Therefore, the steady state determining means according to claim 2 determines that the operating state of the internal combustion engine is in a steady state when the amount of change in the throttle opening within a predetermined time is within a predetermined range. .

【0012】また、スロットルの第1有効開口面積Aの
値が、この1次遅れ値となる第2有効開口面積ADELAY
とほぼ一致する場合には、内燃機関の運転状態が、この
間変化がほとんど無く定常状態であるとみなすことがで
きる。従って、請求項3にかかる定常状態判断手段で
は、有効開口面積比 RATIO-Aの値が1近傍の所定範囲内
の値のとき、この内燃機関の運転状態が定常状態である
と判断することとした。
Further, the value of the first effective opening area A of the throttle is the second effective opening area ADELAY at which this first-order lag value is obtained.
When it substantially coincides with, it can be considered that the operating state of the internal combustion engine is in a steady state with little change during this period. Therefore, the steady state determining means according to claim 3 determines that the operating state of the internal combustion engine is a steady state when the value of the effective opening area ratio RATIO-A is a value within a predetermined range near 1. did.

【0013】さらに、所定時間内におけるチャンバ内圧
力Pb の変化量が、予め定めた範囲内にある場合にも、
実吸入空気量Gcがほぼ一定であり、内燃機関の運転状
態が定常状態であるとみなすことができる。従って、請
求項4にかかる定常状態判断手段では、所定時間内にお
けるチャンバ内圧力Pb の変化量が予め定めた範囲内に
ある場合に、この内燃機関の運転状態が定常状態である
と判断することとした。
Further, even when the change amount of the chamber pressure Pb within a predetermined time is within a predetermined range,
It can be considered that the actual intake air amount Gc is substantially constant and the operation state of the internal combustion engine is in a steady state. Therefore, the steady state determining means determines that the operating state of the internal combustion engine is a steady state when the variation of the chamber pressure Pb within a predetermined time is within a predetermined range. And

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0015】図1において、符号10は4気筒の内燃機
関を示しており、吸気路12の先端に配置されたエアク
リーナ14から導入された吸気は、スロットル弁16で
その流量を調節されつつサージタンク18とインテーク
マニホルド20を経て第1〜第4気筒に流入される。各
気筒の吸気弁(図示せず)の付近には、インジェクタ2
2が設けれており、ここから燃料を噴射する。噴射され
た燃料と吸気とが一体となった混合気は、各気筒内で点
火プラグで点火されて燃焼され、内燃機関のピストンを
駆動する。燃焼後の排気ガスは排気弁を介してエキゾー
ストマニホルド24に放出され、エキゾーストパイプ2
6を経て三元触媒コンバータ28で浄化され機関外に排
気される。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a four-cylinder internal combustion engine, and the intake air introduced from an air cleaner 14 disposed at the tip of an intake passage 12 is controlled by a throttle valve 16 in a surge tank. The fuel flows into the first to fourth cylinders via the intake manifold 20 and the intake manifold 20. An injector 2 is provided near an intake valve (not shown) of each cylinder.
2 is provided, from which fuel is injected. An air-fuel mixture in which the injected fuel and the intake air are integrated is ignited by an ignition plug in each cylinder and burned to drive a piston of the internal combustion engine. The exhaust gas after the combustion is discharged to an exhaust manifold 24 through an exhaust valve, and the exhaust pipe 2
The exhaust gas is purified by the three-way catalytic converter 28 and exhausted outside the engine.

【0016】また、内燃機関のディストリビュータ(図
示せず)内には、ピストンのクランク角度位置を検出す
るクランク角センサ34が設けられており、この他、ス
ロットル弁16の開度θTHを検出するスロットル開度セ
ンサ36、スロットル弁16下流の吸気圧力(チャンバ
内圧力)Pb を絶対圧力で検出する吸気圧センサ38も
設けられている。また、スロットル弁16の上流側に
は、大気圧Paを検出する大気圧センサ40、吸入空気
の温度TAを検出する吸気温センサ42、吸入空気の湿
度を検出する湿度センサ44が設けられている。さら
に、吸気路12には、2次空気量の調整用として、スロ
ットル弁16の前後の吸気路をバイパスするバイパス路
32が設けられており、電磁弁90を駆動することによ
り、このバイパス路32の開閉を行う。また、排気系に
おいてエキゾーストマニホルド24の下流側で三元触媒
コンバータ28の上流側には、酸素濃度検出素子からな
る広域空燃比46が設けられ、排気ガスの空燃比を検出
する。これらセンサ34などの出力は、制御ユニット5
0に送られる。
A crank angle sensor 34 for detecting a crank angle position of a piston is provided in a distributor (not shown) of the internal combustion engine. In addition, a throttle for detecting an opening degree θ TH of the throttle valve 16 is provided. An opening degree sensor 36 and an intake pressure sensor 38 for detecting the intake pressure (chamber pressure) Pb downstream of the throttle valve 16 as an absolute pressure are also provided. An atmospheric pressure sensor 40 for detecting the atmospheric pressure Pa, an intake air temperature sensor 42 for detecting the temperature TA of the intake air, and a humidity sensor 44 for detecting the humidity of the intake air are provided upstream of the throttle valve 16. . Further, the intake passage 12 is provided with a bypass passage 32 for adjusting the amount of secondary air, which bypasses an intake passage before and after the throttle valve 16. By driving the solenoid valve 90, the bypass passage 32 is provided. Open and close. In the exhaust system, a wide-range air-fuel ratio 46 including an oxygen concentration detecting element is provided downstream of the exhaust manifold 24 and upstream of the three-way catalytic converter 28, and detects the air-fuel ratio of the exhaust gas. Outputs of these sensors 34 and the like are output from the control unit 5.
Sent to 0.

【0017】図2に制御ユニットの詳細を示す。広域空
燃比センサ46の出力は検出回路52に入力され空燃比
A/Fが検出される。この検出回路52の出力は、A/
D変換回路54を介し、CPU56、ROM58及びR
AM60からなるマイクロ・コンピュータ内に取り込ま
れ、RAM60に格納される。同様に、スロットル開度
センサ36などのアナログ出力は、レベル変換回路6
2、マルチプレクサ64及び第2のA/D変換回路66
を介して、マイクロ・コンピュータ内に入力される。ま
た、クランク角センサ34の出力は、波形整形回路68
で波形整形された後、カウンタ70で出力値がカウント
され、カウント値はマイクロ・コンピュータ内に入力さ
れる。マイクロ・コンピュータにおいて、CPU56は
ROM58に格納された命令に従って、後述するような
制御値を演算し、駆動回路72を介して各気筒のインジ
ェクタ22を駆動する。
FIG. 2 shows details of the control unit. The output of the wide-range air-fuel ratio sensor 46 is input to the detection circuit 52, and the air-fuel ratio A / F is detected. The output of the detection circuit 52 is A /
The CPU 56, the ROM 58, and the R
The data is taken into the microcomputer constituted by the AM 60 and stored in the RAM 60. Similarly, the analog output of the throttle opening sensor 36 and the like is
2, multiplexer 64 and second A / D conversion circuit 66
Through the microcomputer. The output of the crank angle sensor 34 is supplied to a waveform shaping circuit 68.
After the waveform is shaped, the output value is counted by the counter 70, and the count value is input into the microcomputer. In the microcomputer, the CPU 56 calculates a control value, which will be described later, according to a command stored in the ROM 58, and drives the injector 22 of each cylinder via the drive circuit 72.

【0018】ここで、本実施例において採用する、流体
力学モデルを用いた吸入空気量の推定手法の基本原理を
概略的に説明する(参照:特願平6−197,238
号)。
Here, the basic principle of the method of estimating the intake air amount using the fluid dynamic model adopted in the present embodiment will be schematically described (see Japanese Patent Application No. 6-197,238).
issue).

【0019】この手法は、内燃機関の吸気系における空
気の挙動を物理式によりモデル化し(図3)、スロット
ルを通過する空気量Gthとチャンバへ充填される空気量
Gbとに基づいて、気筒内に吸入される吸入空気量(実
吸入空気量)Gc を推定する手法である。なお、ここで
「チャンバ」とは、いわゆるサージタンク相当部位のみ
ならず、スロットルと気筒の入口となる吸気ポートとの
間において空気が流通する全ての部位を含み、実際にチ
ャンバとして働く実効容積を意味するものとする。
According to this method, the behavior of air in an intake system of an internal combustion engine is modeled by a physical equation (FIG. 3), and based on an air amount Gth passing through a throttle and an air amount Gb charged into a chamber, an in-cylinder air amount is calculated. This is a method for estimating the amount of intake air (actual intake air amount) Gc to be taken into the engine. Here, the "chamber" includes not only a part corresponding to a so-called surge tank but also all parts through which air flows between a throttle and an intake port serving as an inlet of a cylinder, and an effective volume actually acting as a chamber. Shall mean.

【0020】まず、図4に示すように、スロットル開度
θTHから予め設定した特性に従ってスロットルの投影面
積(吸気管の長手方向へのスロットルの投影面積)Sを
求める。他方、図5に示すように、スロットル開度θTH
と吸気圧力(チャンバ内圧力)Pbについて設定した別
の特性に従って係数C(流量係数αと気体の膨張補正係
数εの積)を求め、両者を乗じてスロットルの有効開口
面積Aを求める。なお、いわゆるスロットル全開領域で
は、スロットルが絞りとして機能しなくなるため、機関
回転数ごとにそれぞれスロットル全開領域を臨界値とし
て求めておき、検出されたスロットル開度がこの臨界値
を超えたときは、この臨界値をスロットル開度とする。
First, as shown in FIG. 4, a projection area S of the throttle (a projection area of the throttle in the longitudinal direction of the intake pipe) S is obtained from the throttle opening θTH in accordance with preset characteristics. On the other hand, as shown in FIG.
The coefficient C (the product of the flow rate coefficient α and the gas expansion correction coefficient ε) is obtained according to another characteristic set for the pressure and the intake pressure (in-chamber pressure) Pb. In the so-called throttle full-open range, the throttle does not function as a throttle, so the throttle full-open range is obtained as a critical value for each engine speed, and when the detected throttle opening exceeds this critical value, This critical value is defined as the throttle opening.

【0021】次いで、気体の状態方程式に基づく数1式
から、チャンバ内の空気量Gb を求め、チャンバ内の圧
力変化ΔPから数2式に従って、今回チャンバ内に充填
された空気量ΔGb を求める。今回チャンバ内に充填さ
れた空気量は、当然ながら気筒燃焼室に吸入されないも
のとすれば、単位時間ΔT当たりの吸入空気量Gc は、
数3式のように表すことができる。
Next, the amount of air Gb in the chamber is determined from the equation (1) based on the equation of state of gas, and the amount of air ΔGb filled in the chamber this time is determined from the pressure change ΔP in the chamber according to the equation (2). Assuming that the amount of air filled in the chamber this time is not naturally taken into the cylinder combustion chamber, the amount of intake air Gc per unit time ΔT is
It can be expressed as in Equation 3.

【0022】[0022]

【数1】 (Equation 1)

【0023】[0023]

【数2】 (Equation 2)

【0024】[0024]

【数3】 (Equation 3)

【0025】他方、前述したROM58には、図6に示
すように、定常運転状態時の燃料噴射量Timapを、いわ
ゆるスピードデンシティ方式に基づいて機関回転数Ne
と吸気圧力Pb とから検索できるように予め設定してマ
ップ化して格納している。また、ここで検索された燃料
噴射量Timapは、機関回転数Ne と吸気圧力Pb に応じ
て決定される目標空燃比A/Fに応じて設定されること
から、図7に示すように、目標空燃比A/Fの基本値KB
S も機関回転数Ne と吸気圧力Pb とから自在に検索で
きるように、予めマップ化して格納しておく。なお、燃
料噴射量Timapは、前述した流体力学モデルで、定常運
転状態時を満足するように設定する。直接的にはインジ
ェクタ22の開弁時間を単位として設定する。
On the other hand, as shown in FIG. 6, the above-mentioned ROM 58 stores the fuel injection amount Timap in the steady operation state in accordance with the so-called speed density method.
Is set in advance so as to be searchable from the data and the intake pressure Pb. Further, since the fuel injection amount Timap searched here is set according to the target air-fuel ratio A / F determined according to the engine speed Ne and the intake pressure Pb, as shown in FIG. Basic value of air-fuel ratio A / F KB
S is also mapped and stored in advance so that it can be freely searched from the engine speed Ne and the intake pressure Pb. The fuel injection amount Timap is set so as to satisfy the steady-state operation state in the aforementioned fluid dynamics model. The valve opening time of the injector 22 is set directly as a unit.

【0026】ここで、定常運転状態時のある条件下(機
関回転数Ne1と吸気圧力Pb1によって規定される条件
下)において、マップ検索によって決定した燃料噴射量
Timap1は数4式に示す通りとなる。
Here, under certain conditions in a steady operation state (conditions defined by the engine speed Ne1 and the intake pressure Pb1), the fuel injection amount Timap1 determined by the map search is as shown in the following equation (4). .

【0027】[0027]

【数4】 (Equation 4)

【0028】前述したモデル式を満足するようにこのマ
ップ値を作成しておくことで、流体力学モデルに基づい
て決定される、定常運転状態時の燃料噴射量Timap1’
は、マップ検索によって決定した燃料噴射量Timap1と
当然に一致する。
By preparing this map value so as to satisfy the above-described model equation, the fuel injection amount Timap1 'in the steady operation state, which is determined based on the fluid dynamics model, is determined.
Naturally coincides with the fuel injection amount Timap1 determined by the map search.

【0029】一方、流体力学モデルに基づいて決定され
る、定常運転状態時の燃料噴射量Timap1’及び過渡運
転状態時の燃料噴射量Timap2’は、目標空燃比を理論
空燃比(14.7:1)とすると、数5式及び数6式で
表される。
On the other hand, the fuel injection amount Timap1 'in the steady operation state and the fuel injection amount Timap2' in the transient operation state, which are determined based on the fluid dynamics model, are obtained by setting the target air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio (14.7: Assuming 1), it is expressed by Expression 5 and Expression 6.

【0030】[0030]

【数5】 (Equation 5)

【0031】[0031]

【数6】 (Equation 6)

【0032】この両式において、定常運転状態時のスロ
ットル通過空気量Gth1 と過渡運転状態時のスロットル
通過空気量Gth2 とを比較すると、スロットルの有効開
口面積A1とAのみが異なっている。従って、過渡運転
状態時のスロットル通過空気量Gth2 は、数7式で表す
ことができる。
In both equations, when comparing the throttle passing air amount Gth1 in the steady operation state and the throttle passing air amount Gth2 in the transient operation state, only the effective opening areas A1 and A of the throttle are different. Therefore, the throttle-passing air amount Gth2 in the transient operation state can be expressed by Expression 7.

【0033】[0033]

【数7】 (Equation 7)

【0034】数3式及び数7式に基づき、定常時のスロ
ットル弁の有効開口面積と過渡時のスロットル弁の有効
開口面積との比を用いることによって、定常時のスロッ
トル通過空気量Gth1 を基に、過渡運転状態時のスロッ
トル通過空気量Gth2 を表現することができる。
By using the ratio between the effective opening area of the throttle valve in the steady state and the effective opening area of the throttle valve in the transient state based on the equations (3) and (7), the throttle-passing air amount Gth1 in the steady state is calculated. In addition, the throttle passing air amount Gth2 in the transient operation state can be expressed.

【0035】さらに、現在のスロットル弁の有効開口面
積をAとし、定常運転状態時のスロットル弁の有効開口
面積をA1とすると、定常運転状態時のスロットル弁の
有効開口面積A1は、現在のスロットル弁の有効開口面
積Aの一次遅れとして把握できる(図8)。即ち、Aの
一次遅れを「ADELAY 」と呼ぶと、A1とADELAY と
は、ほぼ同様の値となっていることが分る。従って、流
体力学モデルの考え方を用いてモデルを近似する際に
は、A/(Aの一次遅れ)を用いればよい。
Further, assuming that the current effective opening area of the throttle valve is A and the effective opening area of the throttle valve in the steady operation state is A1, the effective opening area A1 of the throttle valve in the steady operation state is the current throttle opening area. It can be grasped as a first-order delay of the effective opening area A of the valve (FIG. 8). That is, if the first-order lag of A is called "ADELAY", it is understood that A1 and ADELAY have substantially the same value. Therefore, when approximating a model using the concept of a fluid dynamic model, A / (first order delay of A) may be used.

【0036】図9に示すように、過渡運転状態では、ス
ロットルが開かれた瞬間は、スロットル前後の差圧が大
きいため、スロットル通過空気量が一気に流れ、次第に
定常状態に落ちつくが、その過渡運転状態におけるスロ
ットル通過空気量Gthは、この比A/ADELAY で表現で
き、定常運転状態では、図9の下側のグラフで示される
ように、この値が”1”となる。以下、この比を「RATI
O-A 」と呼ぶ。
As shown in FIG. 9, in the transient operation state, at the moment when the throttle is opened, the pressure difference before and after the throttle is large, so that the amount of air passing through the throttle flows at a stretch and gradually falls to a steady state. The throttle passing air amount Gth in the state can be expressed by the ratio A / ADELAY. In the steady operation state, this value is "1" as shown in the lower graph of FIG. Hereinafter, this ratio is referred to as "RATI
OA ".

【0037】また、スロットルの有効開口面積は、スロ
ットル開度に大きく依存しており、スロットル開度の変
化にほぼ追随して変化する状態となる(図10)。従っ
て、前述した有効開口面積の一次遅れ値を、スロットル
開度の1次遅れ値と等価的に取り扱うこととした。さら
に、チャンバ充填空気量ΔGb が吸入空気量Gc へ反映
される遅れを解消すべく、このスロットル開度の1次遅
れに加え、値ΔGb の1次遅れも考慮することとした。
The effective opening area of the throttle largely depends on the throttle opening, and changes substantially following the change in the throttle opening (FIG. 10). Therefore, the above-described first-order lag value of the effective opening area is treated equivalently to the first-order lag value of the throttle opening. Further, in order to eliminate the delay in which the chamber filling air amount ΔGb is reflected on the intake air amount Gc, the first order delay of the value ΔGb is considered in addition to the first order delay of the throttle opening.

【0038】このようして、チャンバ充填空気量Gb を
スロットル通過空気量Gthから算出することで、スロッ
トル通過空気量Gthを基に吸入空気量Gc を求めること
ができる。これによって、構成が簡易になると共に、演
算量も削減できる。具体的には、単位時間ΔT当たりの
吸入空気量Gc は、数8式のように表すことができる。
また、数9式及び数10式を伝達関数の形式で表すと、
数11式が導かれる。この数11式に示すように、吸入
空気量Gc はスロットル通過空気量Gthの1次遅れ値か
ら求めることができる。
Thus, by calculating the chamber filling air amount Gb from the throttle passing air amount Gth, the intake air amount Gc can be obtained based on the throttle passing air amount Gth. This simplifies the configuration and reduces the amount of calculation. Specifically, the intake air amount Gc per unit time ΔT can be expressed as in Expression 8.
Also, when Expressions 9 and 10 are expressed in the form of a transfer function,
Equation 11 is derived. As shown in equation (11), the intake air amount Gc can be obtained from the primary delay value of the throttle passing air amount Gth.

【0039】[0039]

【数8】 (Equation 8)

【0040】[0040]

【数9】 (Equation 9)

【0041】[0041]

【数10】 (Equation 10)

【0042】[0042]

【数11】 [Equation 11]

【0043】そこで、このような一連の演算処理を、図
11にブロック図として示す。なお、吸入空気量Gc は
燃料噴射量と同様に取り扱うことできるため、以下に示
す各ブロック図等では、便宜上、吸入空気量を燃料噴射
量として取り扱うこととする。また、図中、「(1−
B)/(z−B)」は離散系の伝達関数で1次遅れを意
味する。
FIG. 11 is a block diagram showing a series of such arithmetic processing. Since the intake air amount Gc can be handled in the same manner as the fuel injection amount, in the following block diagrams and the like, the intake air amount is handled as the fuel injection amount for convenience. In the figure, "(1-
B) / (z−B) ”means a first-order lag in a discrete transfer function.

【0044】従って、定常運転状態時のある条件下(機
関回転数Ne と吸気圧力Pb によって規定される条件)
でマップ検索により決定される燃料噴射量をTimapと記
すと、実際に出力すべき燃料噴射量Tout は次式より求
めることとした。Tout =Timap×RATIO-Aここで、本
実施例における吸入空気量推定装置で行う演算処理を、
図12にブロック図として示す。
Therefore, under certain conditions in a steady operation state (conditions defined by the engine speed Ne and the intake pressure Pb)
When the fuel injection amount determined by the map search is described as Timap, the fuel injection amount Tout to be actually output is determined by the following equation. Tout = Timap × RATIO-A Here, the arithmetic processing performed by the intake air amount estimating apparatus in the present embodiment is
FIG. 12 is a block diagram.

【0045】前述したように、機関の運転状態が定常状
態の場合には、検出されるノイズなどの影響を除去し、
吸入空気量の推定処理動作を安定させることが必要とな
る。そこで、本実施例にかかる推定装置では、この機関
の運転状態が定常状態か否かを判断する定常状態判断部
100、定常状態判断部100によって機関の運転状態
が定常状態であると判断された場合に、スロットルの有
効開口面積比 RATIO-Aの値を所定の値に変換する変換部
101などを備えている。
As described above, when the operating state of the engine is in the steady state, the influence of the detected noise is removed.
It is necessary to stabilize the operation of estimating the intake air amount. Therefore, in the estimating apparatus according to the present embodiment, the steady state determining unit 100 that determines whether the operating state of the engine is the steady state, and the steady state determining unit 100 determines that the operating state of the engine is the steady state. In this case, a conversion unit 101 that converts the value of the effective aperture area ratio RATIO-A of the throttle into a predetermined value is provided.

【0046】以下、図13のメイン・フローチャートを
参照して、この吸入空気量推定装置の動作について説明
する。なお、このフローチャートは各TDC位置で起動
される。
Hereinafter, the operation of the intake air amount estimating apparatus will be described with reference to the main flowchart of FIG. This flowchart is started at each TDC position.

【0047】まず、各センサで検出した機関回転数N
e、吸気圧力Pb、スロットル開度θTH、気圧Pa、機
関冷却水温Twなどを読み込む(S10)。また、スロ
ットル開度θTHは、アイドル運転状態のスロットル全閉
開度を学習し、その値を用いる。
First, the engine speed N detected by each sensor
e, intake pressure Pb, throttle opening θTH, pressure Pa, engine cooling water temperature Tw, etc. are read (S10). The throttle opening θTH learns the fully closed throttle opening in the idling operation state and uses the learned value.

【0048】次いで、機関がクランキング(始動)中か
否かを判断する(S20)。クランキング中と判断され
た場合には(S20で「YES」)、水温Twから所定
のテーブル(図示省略)を検索してクランキング時の燃
料噴射量Ticr を算出し(S21)、次いで始動モード
の式(説明省略)に基づいて燃料噴射量Tout を決定す
る(S22)。
Next, it is determined whether or not the engine is being cranked (started) (S20). If it is determined that cranking is being performed ("YES" in S20), a predetermined table (not shown) is searched from the water temperature Tw to calculate the fuel injection amount Ticr during cranking (S21), and then the start mode The fuel injection amount Tout is determined on the basis of the equation (not described) (S22).

【0049】一方、S20でクランキング中ではないと
判断された場合には(S20で「NO」)、続いて、フ
ューエル・カットか否かが判断される(S30)。フュ
ーエル・カットと判断された場合には(S30で「YE
S」)、燃料噴射量Tout を零に設定する(S31)。
On the other hand, if it is determined in S20 that cranking is not being performed ("NO" in S20), subsequently, it is determined whether or not fuel cut is performed (S30). If it is determined that the fuel is cut ("YE" in S30)
S "), the fuel injection amount Tout is set to zero (S31).

【0050】S30で「NO」と判断された場合には、
機関回転数Neと吸気圧力PbとをもとにしてROM5
8に格納したマップ(図6)を検索し、定常運転状態時
の燃料噴射量Timap(定常運転状態時の吸入空気量G
c’)を求める(S40)。検索した燃料噴射量Timap
は、この後、必要に応じて気圧補正などを適宜加える
(図示せず)。
If "NO" is determined in S30,
ROM 5 based on engine speed Ne and intake pressure Pb
8 (FIG. 6), the fuel injection amount Timap in the steady operation state (the intake air amount G in the steady operation state).
c ′) is obtained (S40). Retrieved fuel injection amount Timap
Thereafter, pressure correction and the like are appropriately added as necessary (not shown).

【0051】次いで、S10で読み込まれたスロットル
開度θTHと、1次遅れ伝達関数「(1−B)/(z−
B)」とにより、スロットル開度の1次遅れ値θTH-Dを
演算する(S50)。次いで、スロットル開度θTHと吸
気圧力Pbをもとに、前述した手法によって現在のスロ
ットルの有効開口面積Aを算出する(S60)。次い
で、スロットル開度の1次遅れ値θTH-Dと吸気圧力Pb
とによりスロットルの有効開口面積の1次遅れ値ADELA
Y を算出する(S70)。
Next, the throttle opening θ TH read in S10 and the first-order lag transfer function “(1-B) / (z−
B), a first order delay value θTH-D of the throttle opening is calculated (S50). Next, based on the throttle opening θTH and the intake pressure Pb, the current effective opening area A of the throttle is calculated by the above-described method (S60). Next, the primary delay value θTH-D of the throttle opening and the intake pressure Pb
The first order delay value ADELA of the effective opening area of the throttle
Y is calculated (S70).

【0052】次いで、「RATIO-A 」を RATIO-A =(A+ABYPASS)/(A+ABYPASS)DELAY なる式から算出する(S80)。なお、ABYPASSは、ス
ロットル弁を通過せずに、バイパス路32などを経由し
て各気筒燃焼室に吸入される空気量(図12に「リフト
量」として示す)を意味し、正確に吸入空気量を決定す
るためにはこの空気量も勘案する必要があるために、こ
の空気量を考慮して演算を行うものである。具体的に
は、この空気量に対応する値を所定の特性に従ってスロ
ットル開度ABYPASSに換算して求めておいて有効開口面
積Aに加算すると共に、その和(A+ABYPASS)とその
1次遅れの近似値「(A+ABYPASS)DELAY 」との比を
求め、それをRATIO-A とする。
Next, "RATIO-A" is calculated from the following equation: RATIO-A = (A + ABYPASS) / (A + ABYPASS) DELAY (S80). ABYPASS means the amount of air (shown as “lift amount” in FIG. 12) that is drawn into each cylinder combustion chamber via the bypass passage 32 without passing through the throttle valve. In order to determine the amount, it is necessary to consider this amount of air, and therefore, the calculation is performed in consideration of this amount of air. Specifically, a value corresponding to the air amount is converted into a throttle opening ABYPASS in accordance with a predetermined characteristic, obtained and added to the effective opening area A, and the sum (A + ABYPASS) and an approximation of the first order delay are obtained. A ratio with the value “(A + ABYPASS) DELAY” is obtained, and is set as RATIO-A.

【0053】このように、分子、分母の双方に加算する
結果、スロットル弁を通過しないで各気筒燃焼室に吸入
される空気量の計測に誤りがあっても、決定される燃料
噴射量への影響度が小さくなる。
As described above, as a result of addition to both the numerator and the denominator, even if there is an error in the measurement of the amount of air taken into each cylinder combustion chamber without passing through the throttle valve, the measured fuel injection amount is not increased. Impact is reduced.

【0054】続いて、この機関の運転状態が定常状態か
否かを判断する(S90)。ここで、この定常状態の具
体的な判断手法を図14のフローチャートに示す。先
ず、TDCに同期した今回のタイミングで得られるスロ
ットル開度をθTH(k)とし、前回のタイミングで得ら
れたスロットル開度をθTH(k−1)とすると、θTH
(k)−θTH(k−1)を算出することにより、この間
のスロットル開度θTHの変化量ΔθTHを求める(S9
1)。次いで、求めた変化量ΔθTHの絶対値が、予め定
めた定常判定値ΔθCHK 以内であれば、この機関の運転
状態は定常状態であると判断され、定常判定値ΔθCHK
を超える値であれば、この機関の運転状態は過渡状態で
あると判断される(S92)。なお、スロットル開度θ
THと吸入空気量Gcとの関係は、図17で示した関係に
あるため、この特性を踏まえ、定常判定値ΔθCHK は、
例えば低開度側で0.5deg程度に設定することが望
ましく、その他、図15のグラフに示すように、スロッ
トル開度θTHに応じて個々に設定することが望ましい。
この設定にあたっては、各スロットル開度θTHに対する
定常判定値ΔθCHK の値を予めROM58などに格納し
ておき、その時のスロットル開度θTHに応じて定常判定
値ΔθCHK の値を読み出すようにする。
Subsequently, it is determined whether or not the operating state of the engine is a steady state (S90). Here, a specific method of determining the steady state is shown in the flowchart of FIG. First, assuming that the throttle opening obtained at the current timing synchronized with TDC is θTH (k) and the throttle opening obtained at the previous timing is θTH (k−1),
By calculating (k) -θTH (k-1), a change amount ΔθTH of the throttle opening θTH during this period is obtained (S9).
1). Next, if the absolute value of the obtained change amount ΔθTH is within the predetermined steady state determination value ΔθCHK, the operating state of the engine is determined to be in the steady state, and the steady state determination value ΔθCHK
If the value exceeds the threshold value, it is determined that the operating state of the engine is in a transient state (S92). Note that the throttle opening θ
Since the relationship between TH and the intake air amount Gc is the relationship shown in FIG. 17, based on this characteristic, the steady-state determination value Δθ CHK becomes
For example, on the low opening side, it is desirable to set to about 0.5 deg. In addition, as shown in the graph of FIG. 15, it is desirable to set individually according to the throttle opening θTH.
In this setting, the value of the steady-state determination value ΔθCHK for each throttle opening θTH is stored in advance in the ROM 58 or the like, and the value of the steady-state determination value ΔθCHK is read according to the throttle opening θTH at that time.

【0055】続いて、この機関の運転状態が過渡状態と
判断された場合には(S90で「NO」)、S40で検
索して求めたTimap(Gc’)にS80で求めたRATIO-
A を乗じ、スロットル通過空気量に相当する燃料噴射量
Tout (Gc)を算出する(S110)。
Subsequently, if the operating state of the engine is determined to be a transient state ("NO" in S90), the RATIO-G obtained in S80 is added to the Timap (Gc ') obtained by searching in S40.
A is multiplied by A to calculate a fuel injection amount Tout (Gc) corresponding to the amount of air passing through the throttle (S110).

【0056】一方、この機関の運転状態が定常状態と判
断された場合には(S90で「YES」)、変換部10
1において、S80で求めたRATIO-A の値を予め設定し
た値「1.0」に置き換える(S100)。そして、こ
の値をもとに、S110において燃料噴射量Tout (G
c)を算出する。この場合、燃料噴射量Tout (Gc)
はTimap(Gc’)と等しくなる。
On the other hand, if it is determined that the operating state of the engine is a steady state ("YES" in S90), conversion unit 10
In step 1, the value of RATIO-A obtained in S80 is replaced with a preset value "1.0" (S100). Then, based on this value, in S110, the fuel injection amount Tout (G
c) is calculated. In this case, the fuel injection amount Tout (Gc)
Becomes equal to Timap (Gc ').

【0057】このように、スロットル開度の変化量Δθ
THがある微小範囲内の場合に、機関の運転状態が定常状
態であるとみなして演算処理を行うことで、検出される
ノイズなどの影響を除去でき、吸入空気量の推定処理動
作を安定させることができる。
As described above, the change amount Δθ of the throttle opening is
When the TH is within a certain small range, by performing arithmetic processing assuming that the operating state of the engine is in a steady state, it is possible to remove the influence of detected noise etc. and stabilize the intake air amount estimation processing operation be able to.

【0058】本実施例では、機関の運転状態が定常状態
か否かの判断をスロットル開度θTHの変化量ΔθTHをも
とに判断したが、この他にも以下に示す手法によって、
機関の運転状態が定常状態か否かを判断することもでき
る。
In the present embodiment, the determination as to whether or not the operating state of the engine is in the steady state is made based on the variation ΔθTH of the throttle opening θTH.
It is also possible to determine whether the operating state of the engine is in a steady state.

【0059】例えば、図13のフローチャートのS90
において、S80で求められたスロットルの有効開口面
積比 RATIO-Aの値に基づいて、機関の定常状態を判断し
ても良い。この場合、RATIO-A の値が「1.00」であ
れば、スロットルの有効開口面積Aの値とその1次遅れ
値ADELAY とが等しい値であり、この場合には機関の運
転状態が定常状態であると判断できる。加えて、前述し
たようなノイズとなる機関の振動等による影響を考慮し
て、RATIO-A の値が、例えば、0.95〜1.05の範
囲内にある場合には、機関の運転状態が定常状態とみな
すことができる。そこで、RATIO-A の値が0.95〜
1.05の範囲内にある場合には、定常状態であると判
断し(S90で「YES」)、さらにS100におい
て、RATIO-Aの値を「1.00」に新たに設定し直す。
For example, S90 in the flowchart of FIG.
In the above, the steady state of the engine may be determined based on the value of the throttle effective opening area ratio RATIO-A obtained in S80. In this case, if the value of RATIO-A is "1.00", the value of the effective opening area A of the throttle is equal to the first-order lag value ADELAY. In this case, the operating state of the engine is steady. It can be determined that it is in the state. In addition, considering the influence of the vibration of the engine which causes noise as described above, if the value of RATIO-A is in the range of 0.95 to 1.05, for example, the operating state of the engine Can be considered as a steady state. Therefore, the value of RATIO-A is 0.95
If it is within the range of 1.05, it is determined that the vehicle is in a steady state ("YES" in S90), and in S100, the value of RATIO-A is newly set to "1.00".

【0060】なお、この設定処理は、図16に示す特性
線lで定まる特性に従って、RATIO-A の値を RATIO-A変
換値に置き換えることもできる。
In this setting process, the value of RATIO-A can be replaced with the converted value of RATIO-A according to the characteristic determined by the characteristic line 1 shown in FIG.

【0061】また、これら例示した機関の定常状態の判
断手法は、いずれも、検出されたスロットル開度θTHの
値に基づいて行われる処理であるが、この他にも、吸気
圧力Pb の変化を検出することによって、機関の運転状
態を判断することもできる。具体的には、TDCに同期
して吸気圧力Pbを検出し、前回と今回のタイミングで
得られた検出値の差(絶対値)が、予め定めた定常判定
値ΔPbCHK の範囲内の値であれば、この機関の運転状
態は定常状態と判断する。
In addition, all of these exemplified methods of determining the steady state of the engine are processings performed based on the detected value of the throttle opening θTH. The detection can also determine the operating state of the engine. Specifically, the intake pressure Pb is detected in synchronization with the TDC, and the difference (absolute value) between the detected values obtained at the previous time and the present time is a value within the range of the predetermined steady-state determination value ΔPbCHK. If this is the case, the operating state of this engine is determined to be a steady state.

【0062】この定常判定値ΔPbCHK の値も前述と同
様に、各機関回転数Neに対応して予め設定しておくこ
とが望ましい(図18)。例えば、アイドル状態では、
吸気圧力Pb の変動が±20mmHgの範囲内であれ
ば、機関の運転状態が定常状態であると判断し(S90
で「YES」)、RATIO-A の値を「1.00」に新たに
設定し直す処理を行う(S100)。
It is desirable that the value of the steady-state determination value ΔPbCHK be set in advance corresponding to each engine speed Ne in the same manner as described above (FIG. 18). For example, in the idle state,
If the fluctuation of the intake pressure Pb is within the range of ± 20 mmHg, it is determined that the operating state of the engine is in a steady state (S90).
Then, a process of resetting the value of RATIO-A to "1.00" is performed (S100).

【0063】なお、この判断処理にあたっても、機関回
転数Neに対する定常判定値ΔPbCHK の値を予めRO
M58などに格納しておき、判断処理時に、その時の機
関回転数Neに応じて定常判定値ΔPbCHK の値を読み
出すようにすることが望ましい。
In this determination process, the value of the steady-state determination value ΔPbCHK with respect to the engine speed Ne is determined in advance by RO
It is desirable that the value of the steady-state determination value ΔPbCHK be read in accordance with the engine speed Ne at that time during the determination process.

【0064】以上説明した実施例では、燃料噴射量Tim
apを予めマップ化する例を示したが、これに代えて、定
常運転状態時における吸入空気量Gc ’をマップ化し、
ROM58に格納しておいてもよい。
In the embodiment described above, the fuel injection amount Tim
Although the example in which ap is mapped in advance has been shown, instead of this, the intake air amount Gc 'in the steady operation state is mapped,
It may be stored in the ROM 58.

【0065】また、本実施例では、変換部101におい
て、運転状態が定常状態の時、スロットルの有効開口面
積比 RATIO-Aの値を「1.00」に変換する例を示した
が、この例に限定するものではなく、例えば「1.0
2」など、1.00近傍の任意の値に設定することも可
能である。
In this embodiment, the conversion unit 101 converts the value of the effective opening area ratio RATIO-A of the throttle to "1.00" when the operating state is in a steady state. The present invention is not limited to the example.
It is also possible to set an arbitrary value near 1.00, such as “2”.

【0066】さらに、例示した実施例では、推定された
吸入空気量に対応して燃料噴射量を決定することとした
が、この例に限定されるものではなく、この他にも、推
定された吸入空気量に対応し、例えば、点火時期、排気
還流量(EGR量)など、他のエンジン制御パラメータ
を算出することもできる。
Further, in the illustrated embodiment, the fuel injection amount is determined in accordance with the estimated intake air amount. However, the present invention is not limited to this example. Other engine control parameters such as an ignition timing and an exhaust gas recirculation amount (EGR amount) can be calculated according to the intake air amount.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1にかかる
内燃機関の吸入空気量推定装置では、定常状態判断手段
によって、この内燃機関の運転状態が定常状態であると
みなされた期間、変換手段によって、有効開口面積比 R
ATIO-Aの値を予め定めた値に変換する構成を採用した。
従って、ノイズなどの影響により、有効開口面積比 RAT
IO-Aの値が多少変動していたとしても、定常状態とみな
された期間中、有効開口面積比 RATIO-Aが一定の値に維
持されるため、吸入空気量の推定処理を安定させること
ができる。
As described above, in the internal combustion engine intake air amount estimating apparatus according to the first aspect of the present invention, the steady state determining means determines whether the operating state of the internal combustion engine is in the steady state during the conversion. By means, the effective opening area ratio R
A configuration that converts the value of ATIO-A to a predetermined value was adopted.
Therefore, effective aperture area ratio RAT
Even if the value of IO-A fluctuates somewhat, the effective opening area ratio RATIO-A is maintained at a constant value during the period considered as a steady state, so the process of estimating the intake air amount must be stabilized. Can be.

【0068】また、請求項2にかかる内燃機関の吸入空
気量推定装置では、定常状態判断手段によって、スロッ
トル開度の変化量が所定の範囲内であれば定常状態であ
ると判断することとした。従って、機関の振動等がスロ
ットルボディに加わることなどで、定常状態であるにも
拘らず、スロットル開度が多少変動して検出される場合
等にも、この変動が所定の変動範囲内であれば定常状態
であるとみなして、以降の推定処理を実施できる。この
ため、定常状態時に於ける吸入空気量の推定処理を安定
させることができる。
In the apparatus for estimating the amount of intake air for an internal combustion engine according to the second aspect, the steady state determining means determines that the engine is in a steady state if the amount of change in the throttle opening is within a predetermined range. . Therefore, even when the throttle opening is detected to be slightly fluctuated in spite of a steady state due to, for example, vibration of the engine applied to the throttle body, this fluctuation may be within the predetermined fluctuation range. For example, it can be regarded as a steady state, and subsequent estimation processing can be performed. Therefore, the process of estimating the intake air amount in the steady state can be stabilized.

【0069】また、請求項3にかかる内燃機関の吸入空
気量推定装置では、スロットルの第1有効開口面積Aの
値が、この1次遅れ値となる第2有効開口面積ADELAY
とほぼ一致する場合、すなわち、有効開口面積比 RATIO
-Aの値が1近傍の所定範囲内である場合を定常状態判断
手段によって定常状態と判断することとした。従って、
スロットルの第1有効開口面積A等は、スロットル開度
の値に基づいて求まるため、定常状態であるにも拘ら
ず、検出されたスロットル開度に多少ノイズ等が含まれ
ている場合にも、定常状態であるとみなして以降の推定
処理を実施することができる。
Further, in the intake air amount estimating apparatus for an internal combustion engine according to the third aspect, the value of the first effective opening area A of the throttle is the second effective opening area ADELAY which becomes the first order delay value.
, The effective aperture area ratio RATIO
The case where the value of -A is within a predetermined range near 1 is determined to be a steady state by the steady state determining means. Therefore,
Since the first effective opening area A and the like of the throttle are obtained based on the value of the throttle opening, even when the detected throttle opening contains a little noise or the like in spite of the steady state, The subsequent estimation process can be performed assuming that it is in the steady state.

【0070】また、請求項4にかかる内燃機関の吸入空
気量推定装置では、チャンバ内圧力Pb の変化量によっ
ても、運転状態が定常状態か否かを判断できるため、チ
ャンバ内圧力Pb の変化量に基づいて定常状態を判断す
る定常状態判断手段を備える構成を採用した。従って、
チャンバ内圧力Pb の変化量が所定の範囲内であれば、
スロットル開度に拘らず定常状態と判断でき、検出され
たスロットル開度にノイズ等が含まれている場合にも、
定常状態であるとみなして以降の推定処理を実施でき
る。この結果、定常状態時に於ける吸入空気量の推定処
理を安定させることが可能となる。
Further, in the intake air amount estimating device for an internal combustion engine according to the fourth aspect, it is possible to determine whether the operating state is a steady state or not by the amount of change in the chamber pressure Pb. A configuration including a steady state determining means for determining a steady state based on the condition is adopted. Therefore,
If the variation of the chamber pressure Pb is within a predetermined range,
Even if the throttle opening can be determined to be in a steady state regardless of the throttle opening and the detected throttle opening contains noise or the like,
The subsequent estimation processing can be performed assuming that it is in a steady state. As a result, the process of estimating the intake air amount in the steady state can be stabilized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施例にかかる内燃機関及び各種センサの配
設位置等を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an arrangement position of an internal combustion engine and various sensors according to an embodiment;

【図2】内燃機関の吸入空気量推定装置における制御装
置の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control device in the intake air amount estimating device for the internal combustion engine.

【図3】本実施例で採用した流体力学モデルを示す説明
図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a fluid dynamic model adopted in the present embodiment.

【図4】図3の流体力学モデルを用いて、スロットル弁
の有効開口面積を流量係数などを用いて算出する手法を
示すブロック図である。
4 is a block diagram showing a method of calculating an effective opening area of a throttle valve using a flow coefficient or the like using the fluid dynamic model of FIG. 3;

【図5】図4の算出で用いる係数のマップ特性を示す説
明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing map characteristics of coefficients used in the calculation of FIG. 4;

【図6】定常運転状態時の燃料噴射量のマップ特性を示
す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a map characteristic of a fuel injection amount in a steady operation state.

【図7】目標空燃比のマップを示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a map of a target air-fuel ratio.

【図8】スロットルの有効開口面積についてのシミュレ
ーション結果を示すデータ図である。
FIG. 8 is a data diagram showing a simulation result of an effective opening area of a throttle.

【図9】本実施例における定常運転状態と過渡運転状態
とを示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a steady operation state and a transient operation state in this embodiment.

【図10】スロットル開度とスロットルの有効開口面積
との関係を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a relationship between a throttle opening and an effective opening area of a throttle.

【図11】燃料噴射量(吸入空気量)の算出処理を示す
ブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a calculation process of a fuel injection amount (intake air amount).

【図12】燃料噴射量(吸入空気量)の算出処理を示す
ブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing a calculation process of a fuel injection amount (intake air amount).

【図13】燃料噴射量(吸入空気量)の算出処理を示す
メイン・フローチャートである。
FIG. 13 is a main flowchart showing a calculation process of a fuel injection amount (intake air amount).

【図14】図13のメイン・フローチャートのうち、S
90において実施する判断処理を示すフローチャートで
ある。
FIG. 14 is a flowchart showing the operation of S in the main flowchart of FIG. 13;
9 is a flowchart illustrating a determination process performed at 90.

【図15】スロットル開度と定常判定値との関係を示す
グラフである。
FIG. 15 is a graph showing a relationship between a throttle opening and a steady state determination value.

【図16】RATIO-A の値を変換する際に用いるグラフで
ある。
FIG. 16 is a graph used when converting the value of RATIO-A.

【図17】スロットル開度と吸入空気量との関係を示す
グラフである。
FIG. 17 is a graph showing a relationship between a throttle opening and an intake air amount.

【図18】吸気圧力と定常判定値との関係を示すグラフ
である。
FIG. 18 is a graph showing a relationship between an intake pressure and a steady state determination value.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…内燃機関、12…吸気路、16…スロットル弁、
20…インテークマニホルド、34…クランク角セン
サ、36…スロットル開度センサ、38…吸気圧セン
サ、100…定常状態判断部、101…変換部。
10 internal combustion engine, 12 intake path, 16 throttle valve,
20: intake manifold, 34: crank angle sensor, 36: throttle opening sensor, 38: intake pressure sensor, 100: steady state determination unit, 101: conversion unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−42600(JP,A) 特開 平6−74076(JP,A) 特開 昭62−206245(JP,A) 実開 平2−18638(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 41/00 - 45/00 F02D 13/00 - 28/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-7-42600 (JP, A) JP-A-6-74076 (JP, A) JP-A-62-206245 (JP, A) 18638 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02D 41/00-45/00 F02D 13/00-28/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】機関回転数Ne 、スロットル開度θTH及び
チャンバ内圧力Pb を含む、内燃機関の運転状態を検出
する第1の手段と、 少なくとも、前記第1の手段で検出された前記機関回転
数Ne と前記チャンバ内圧力Pb とを基に、定常運転状
態時における燃焼室への吸入空気量Gc ’を求める第2
の手段と、 少なくとも、前記第1の手段で検出された前記スロット
ル開度θTHと前記チャンバ内圧力Pb とを基に、スロッ
トルの第1有効開口面積Aを求める第3の手段と、 前記スロットルの第1有効開口面積Aの1次遅れ値を求
め、その値をスロットルの第2有効開口面積ADELAY と
する第4の手段と、 前記第2有効開口面積ADELAY に対する前記第1有効開
口面積Aの比を求め、この値を前記スロットルの有効開
口面積比 RATIO-Aとする第5の手段と、 前記第5の手段で求めた前記スロットルの有効開口面積
比 RATIO-Aをもとに前記吸入空気量Gc ’を補正するこ
とで、実吸入空気量Gc を、 Gc =Gc ’× RATIO-A として求める第6の手段とを備えた内燃機関の吸入空気
量推定装置において、 この内燃機関の運転状態が所定の範囲内にある場合に、
この内燃機関の運転状態が定常状態であるとみなす定常
状態判断手段と、 前記定常状態判断手段によってこの内燃機関の運転状態
が定常状態であると判断された場合、前記スロットルの
有効開口面積比 RATIO-Aの値を予め定めた値に変換し、
この値を前記第6の手段に与える変換手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の吸入空気量推定装
置。
1. A first means for detecting an operating state of an internal combustion engine including an engine speed Ne, a throttle opening .theta.TH, and a chamber pressure Pb, and at least the engine speed detected by the first means. A second calculation of the intake air amount Gc 'into the combustion chamber in the steady operation state based on the number Ne and the chamber pressure Pb.
Means for obtaining a first effective opening area A of the throttle based on at least the throttle opening θTH detected by the first means and the chamber pressure Pb; Fourth means for obtaining a first-order lag value of the first effective opening area A and setting the value as a second effective opening area ADELAY of a throttle; and a ratio of the first effective opening area A to the second effective opening area ADELAY. Fifth means for obtaining the value of the effective opening area ratio RATIO-A of the throttle, and the intake air amount based on the effective opening area ratio RATIO-A of the throttle obtained by the fifth means. By correcting Gc ′, an intake air amount estimating apparatus for an internal combustion engine comprising: a sixth means for obtaining the actual intake air amount Gc as Gc = Gc ′ × RATIO-A. When within the predetermined range,
A steady state determining means for assuming that the operating state of the internal combustion engine is in a steady state; and, if the operating state of the internal combustion engine is determined to be in a steady state by the steady state determining means, an effective opening area ratio of the throttle -Convert the value of A to a predetermined value,
Conversion means for giving the value to the sixth means. An intake air amount estimating apparatus for an internal combustion engine, comprising:
【請求項2】前記定常状態判断手段は、 所定時間内における前記スロットル開度の変化量が、予
め定めた範囲内にある場合に、この内燃機関の運転状態
が定常状態であると判断することを特徴とする請求項1
記載の内燃機関の吸入空気量推定装置。
2. The steady state determining means determines that the operating state of the internal combustion engine is a steady state when the amount of change in the throttle opening within a predetermined time is within a predetermined range. Claim 1 characterized by the following:
An intake air amount estimating device for an internal combustion engine according to any one of the preceding claims.
【請求項3】前記定常状態判断手段は、 前記第5の手段で求めた前記スロットルの有効開口面積
比 RATIO-Aの値が1近傍の所定範囲内にある場合に、こ
の内燃機関の運転状態が定常状態であると判断すること
を特徴とする請求項1記載の内燃機関の吸入空気量推定
装置。
3. The operating state of the internal combustion engine when the value of the effective opening area ratio RATIO-A obtained by the fifth means is within a predetermined range near 1. 2. The apparatus for estimating an intake air amount of an internal combustion engine according to claim 1, wherein it is determined that is in a steady state.
【請求項4】前記定常状態判断手段は、 所定時間内における前記チャンバ内圧力Pb の変化量が
予め定めた範囲内にある場合に、この内燃機関の運転状
態が定常状態であると判断することを特徴とする請求項
1記載の内燃機関の吸入空気量推定装置。
4. The steady state determining means determines that the operating state of the internal combustion engine is in a steady state when the variation in the chamber pressure Pb within a predetermined time is within a predetermined range. The intake air amount estimation device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein:
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